西門(mén)子智能定位器 智能定位器： 調(diào)節(jié)閥是控制系統(tǒng)的終端，一旦其發(fā)生故障，將直接影響裝置的安全運(yùn)行，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程影響非常大。運(yùn)用智能閥門(mén)定位器，能夠改善調(diào)節(jié)閥的流量特性和性能，可以通過(guò)與DCS或總線設(shè)備進(jìn)行數(shù)字信息通訊，提升企業(yè)生產(chǎn)控制能力，為裝置的安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供保障。 1．常規(guī)定位器存在的不足 1) 常規(guī)定位器多為機(jī)械力平衡原理，它采用噴嘴擋板機(jī)構(gòu)，可動(dòng)件較多，容易受溫度波動(dòng)、外界振動(dòng)等干擾的影響，耐環(huán)境性差；彈簧的彈性系數(shù)在惡劣環(huán)境下能發(fā)生改變，會(huì)造成調(diào)節(jié)閥非線性，導(dǎo)致控制質(zhì)量下降；外界振動(dòng)傳到力平衡機(jī)構(gòu)，易造成部件磨損以及 零點(diǎn)和行程漂移，也使定位器難以工作； 2) 由于噴嘴本身的特性，執(zhí)行器在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)也要大量消耗壓縮空氣，若使用執(zhí)行器數(shù)量 較多，能耗較大；而且噴咀本身是一個(gè)潛在故障源，易被灰塵或污物顆粒堵住，使定位 器不能正常工作； 3) 常規(guī)定位器手動(dòng)調(diào)校時(shí)需要使用專用設(shè)備、不隔離控制回路是不可能的，且零點(diǎn)和行程 的調(diào)整互相影響，須反復(fù)整定，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，非線性嚴(yán)重時(shí)，則更難調(diào)整。  2．智能閥門(mén)定位器的組成和原理 2.1智能閥門(mén)定位器的組成 智能閥門(mén)定位器是一種具有HART通信協(xié)議的閥門(mén)定位器，由三部分組成：微處理器電子控制的模件，包括HART通信模塊和就地用戶界面開(kāi)關(guān)；電/氣動(dòng)轉(zhuǎn)換器模件的壓電閥；閥位傳感器。 2.2智能閥門(mén)定位器的工作原理 整個(gè)控制回路由兩線、4～20mA信號(hào)控制。HART模件送出和接收疊加在4～20mA信號(hào)上的數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)與微處理器的雙向數(shù)字通信。模擬量的4～20mA信號(hào)傳給微處理器，與閥位傳感器的反饋進(jìn)行比較，微處理器根據(jù)偏差的大小和方向進(jìn)行控制計(jì)算（一級(jí)控制），向壓電閥發(fā)出電控指令使其進(jìn)行開(kāi)、閉動(dòng)作。壓電閥依據(jù)控制指令脈沖的寬度對(duì)應(yīng)于氣動(dòng)放大器輸出壓力的增量，同時(shí)氣動(dòng)放大器的輸出又被反饋給內(nèi)控制回路，再次與微處理器的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較運(yùn)算（二級(jí)控制），通過(guò)兩級(jí)控制輸出信號(hào)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)空氣壓力的變化控制著閥門(mén)行程。當(dāng)控制偏差很大時(shí)，壓電閥發(fā)出寬幅脈沖信號(hào)，使定位器輸出一個(gè)連續(xù)信號(hào)，大幅度的改變至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力驅(qū)動(dòng)閥門(mén)快速動(dòng)作；隨著閥門(mén)接近要求的位置，命令要求的位置與測(cè)得位置的差值變小，壓電閥輸出一個(gè)較小脈寬的脈沖信號(hào)，斷續(xù)、小幅度的改變至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)接 近新命令位置的動(dòng)作平緩。當(dāng)閥門(mén)到達(dá)要求的位置（進(jìn)入死區(qū)）時(shí)，壓電閥無(wú)脈沖輸出，定位器輸出保持為零，使閥門(mén)穩(wěn)定在某一位置不動(dòng)。 3．智能定位器的調(diào)校 通過(guò)就地用戶界面設(shè)置開(kāi)關(guān)，可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允許自動(dòng)調(diào)校等基本設(shè)置；在不增加工具的條件下，能夠進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)校準(zhǔn)定位器；并且可以通過(guò)就地用戶界面手動(dòng)控制按鈕，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥。 4．智能閥門(mén)定位器的其他特點(diǎn)。 1)通過(guò)多種組合指示操作狀態(tài)或警告工況，具有診斷、監(jiān)測(cè)功能； 2) 耗氣量非常小，在0.6 MPa穩(wěn)定狀態(tài)下，僅為0.12NM3/h，不足常規(guī)定位器的8 ％；對(duì)氣源壓力的變化不敏感； 3) 采用同一型號(hào)既可用于直行程又可用于角行程；通過(guò)選配雙作用模件，可以實(shí)現(xiàn)控制雙 作用活塞缸執(zhí)行器； 4) 使用HART通訊協(xié)議，與定位器進(jìn)行雙向通信； 5．在實(shí)際使用中應(yīng)該注意的問(wèn)題 5.1 對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)的帶負(fù)載能力有較高的要求 在實(shí)際使用過(guò)程中，智能定位器的輸入阻抗較高，當(dāng)輸入信號(hào)為20mA時(shí)，供電電壓的最小要求值為12VDC、帶負(fù)荷能力不小于600Ω，否則定位器不能正常工作；最小輸入電流不小于3.6mA時(shí)，才能確保其性能。 5.2 應(yīng)合理設(shè)置定位器的動(dòng)作死區(qū) 定位器死區(qū)設(shè)置越小，定位精度越高，這就給人們?cè)斐梢粋�(gè)誤區(qū)，以為死區(qū)越小越好，但這樣會(huì)使壓電閥及反饋桿等運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作越頻繁，有時(shí)會(huì)引起閥門(mén)振蕩，影響定位器和閥門(mén)的使用壽命，故定位器的死區(qū)設(shè)置不易過(guò)��；定位器設(shè)置更改后，必須重新調(diào)校后才能生效。 5.3定位器的安裝 定位器的安裝有一個(gè)重要原則就是，定位器、閥桿、反饋桿三部分要構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋。安裝時(shí)可以這樣檢驗(yàn)：定位器安裝后，閥桿和反饋桿不連接，用手轉(zhuǎn)動(dòng)反饋桿，若閥桿動(dòng)作方向與反饋桿動(dòng)作方向相反，則說(shuō)明已構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋；此時(shí)要將調(diào)節(jié)閥閥位置于50％，并使反饋桿處于水平位置，然后將反饋桿和閥桿固定，這樣可以保證定位器工作在最佳線性段。定位器安裝不平正，也會(huì)增加其線性偏差。 5.4定位器流量特性的選擇 調(diào)節(jié)閥的流量特性是由閥芯的加工特性所決定的，如果工藝要求與其相符，則定位器的輸出特性應(yīng)選擇線性輸出；在實(shí)際使用中，若閥芯特性與工藝要求不符，則可以通過(guò)定位器輸出特性的設(shè)置來(lái)改變閥門(mén)的整體流量特性，如可以將閥芯為線性特性的調(diào)節(jié)閥通過(guò)把定位器輸出特性設(shè)置為等百分比特性，即可將具有線性閥芯的閥門(mén)變?yōu)榈劝俜直攘髁刻匦缘拈y門(mén)來(lái)使用。 5.5定位器的維修 定位器不同的功能模塊損壞，造成定位器無(wú)法使用時(shí)，如果整體更換，費(fèi)用高昂；這時(shí) 可以利用無(wú)故障的模塊對(duì)定位器進(jìn)行重新組裝，但組裝后要根據(jù)不同的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行重新 設(shè)置，由于使用定位器的調(diào)節(jié)閥（行程等）變了，利用自動(dòng)調(diào)�？赡苓_(dá)不到使用要求，這時(shí)可以先手動(dòng)調(diào)校確定其行程，然后再用自動(dòng)調(diào)校校準(zhǔn)。這樣可以使調(diào)節(jié)閥定位精準(zhǔn)、具有合適的響應(yīng)速度，從而滿足過(guò)程控制的要求，也可節(jié)約大量的資金。 西門(mén)子定位器的調(diào)試：由于有多種應(yīng)用，所以定位器裝配后必須與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相適應(yīng)（初始化）。初始化可用以下三種方式進(jìn)行： 自動(dòng)初始化 初始化是自動(dòng)進(jìn)行的。定位器順序測(cè)定作用方向，行程或轉(zhuǎn)角、執(zhí)行器的行程時(shí)間，并配以執(zhí)行器動(dòng)態(tài)工況時(shí)的控制參數(shù)。 手動(dòng)初始化 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程或轉(zhuǎn)角可用手動(dòng)調(diào)整；其余參數(shù)同自動(dòng)初始化一樣自動(dòng)測(cè)定。這一功能在軟端停時(shí)需要。 復(fù)制初始化數(shù)據(jù)（定位器的置換） 對(duì)具有HART 功能的定位器，其初始化數(shù)據(jù)可以讀出并傳送到另一個(gè)定位器。因此，更換一臺(tái)故障定位器，不會(huì)因?yàn)槌跏蓟袛嗌a(chǎn)過(guò)程。初始化之前，你只需對(duì)定位器設(shè)置很少參數(shù)。其余參數(shù)帶有缺值，通常不必修改。 |
